Между двумя горизонтально расположенными непроводящими пластинами на нити висит заряженный шарик массой 10 г (рис. 53.5). Заряд шарика 20 мкКл. Расстояние между пластинами 5 см, напряжение между ними 80 В. Чему равна сила натяжения нити?
от

1 Ответ

Дано:  
m = 10 г = 0,01 кг (масса шарика)  
q = 20 мкКл = 20 * 10^(-6) Кл (заряд шарика)  
U = 80 В (напряжение между пластинами)  
d = 5 см = 0,05 м (расстояние между пластинами)  
g ≈ 9,81 м/с² (ускорение свободного падения)  

Найти:  
Сила натяжения нити (T).

Решение:  
1. Найдем силу тяжести (F_g), действующую на шарик:  
F_g = m * g = 0,01 кг * 9,81 м/с² = 0,0981 Н.

2. Найдем напряженность электрического поля (E) между пластинами:  
E = U / d = 80 В / 0,05 м = 1600 В/м.

3. Найдем силу, действующую на шарик от электрического поля (F_e):  
F_e = q * E = 20 * 10^(-6) Кл * 1600 В/м = 0,032 Н.

4. Поскольку шарик находится в равновесии, сумма сил равна нулю. Сила натяжения нити (T) равна сумме силы тяжести и электрической силы:  
T = F_g + F_e = 0,0981 Н + 0,032 Н = 0,1301 Н.

Ответ:  
Сила натяжения нити равна 0,1301 Н.
от